SE518532C2 - Våglängdsselektiv anordning respektive väljare samt förfarande därvid - Google Patents

Description

»nano 5 10 15 20 25 30 - . . ~ nu 518 532 2 Publikationen A new type of tunable demultiplexer using a multi- leg Mach-Zehnder interferometer, av J.-P. Weber med flera, Proc.

ECIO '97 EthE5, Stockholm, sidorna 272-275, 1997, MMIMZI-anordning Mach-åehnder visar en (multimode interference interferometer) som kan användas för cyklisk, våglängdsselektiv omkoppling.

T. Augustsson, Bragg grating assisted MMIMI coupler for Lett., vol. 34(25) 1998 samt WO 98/39686 beskriver en MMIMIBg- wavelength selective switching, Electron. sidorna 2416-2418, anordning (ëragg grating assisted multimode interference fiichelson interferometer) som erbjuder fullständigt kanalindividuell omkoppling.

K. Okamoto med flera diskuterar i 16 channel optical add/drop silica-based vol 31(9), (AWG, multiplexer Lett., using arrayed~waveguide 723-724, 1995 gratings, Electron. sidorna en AWG- baserad konfiguration êrrayed Waveguide grating), med vilken i princip individuell omkoppling kan erhållas.

Generellt kan sägas att problem med ovan nämnda kända teknik innefattar stora effektförluster, svårigheter att hålla kanalöverhörningen på en acceptabelt låg nivå, samt effektvariationer mellan olika kanaler orsakat av t.ex. interferens-effekter. De konfigurationer som ger någorlunda goda prestanda är alla förenade med höga kostnader på grund av stora och/eller komplicerade strukturer.

I synnerhet gäller följande begränsningar för de olika ovan nämnda teknikerna. Tekniken enligt N. Takato ger spetsiga passband, vilket kan orsaka t.ex. effektförluster. Med tekniken enligt J.~P. Weber erhålls ett mycket smalt område där överhörningsprestandan är god (dvs. med låg överhörning). Detta går rent principiellt att åtgärda. men kräver~ mycket komplexa interferenskretsar för att åstadkomma icke-linjär fasgång i anordningens Mach-Zehnderarmar. Tekniken enligt T. Augustsson kräver en stor krets om många kanaler ska hanteras. Även om den ixpnh 10 15 20 25 30 u ~ ø ; a. 518 532 3 bakomliggande teorin indikerar låg överhörning kan t.ex. processberoende spridningseffekter öka överhörningen.

Anordningen är troligen speciellt känslig för spridningsförluster i överhörningsavseende eftersom komponenten baseras på reflektion i långa Michelson-interferometerarmar.

Slutligen kräver tekniken beskriven av K. Okamoto stor chip-yta.

Den ger dessutom spetsiga passband, vilket dock går att åtgärda till priset av höga effektförluster.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en anordning för våglängdsselektiv fasstyrning av en i en våglängdsmultiplexerad, optisk signal innefattad våglängdskanal.

Det är ett ytterligare ändamål med uppfinningen att tillhandahålla en eller flera anordningar av ovan angivet slag med höga prestanda, företrädesvis för implementering i en väljare med fullständigt individuella omkopplingsmöjligheter avseende de i en våglängdsmultiplexerad, optisk signal innefattade våglängdskanalerna.

Det är härvidlag ett särskilt ändamål med uppfinningen att tillhandahålla en eller flera anordningar för realisering av en väljare i avsaknad av en eller flera av de nackdelar som är förknippade med känd teknik.

Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls en anordning för våglängdsselektiv fasstyrning av en j_ en våglängdsmultiplexerad, optisk signal innefattad signal vid en förutbestämd våglängd, innefattande en inmatningsport för inmatning av den våglängdsmultiplexerade, optiska signalen, ett uppdelningsorgan för uppdelning av den inmatade våglängdsmultiplexerade, optiska signalen i. signalen vid den förutbestämda våglängden och en signal innefattande huvudsakligen övriga våglängder i multiplexet, ett .||»| 10 15 20 25 30 51 8 5 3 2 šïï* " 4 fasstyrningselement för fasstyrning av en av de två uppdelade signalerna, ett sammanförandeorgan, för sammanförande av' den uppdelade, fasavstämda signalen och den andra uppdelade signalen för att erhålla en våglängdsmultiplexerad, våglängdsselektivt fasavstämd, optisk signal, samt en utmatningsport för utmatning av den våglängdsmultiplexerade, vàglängdsselektivt fasavstämda, optiska signalen.

Företrädesvis innefattar anordningen dessutom en vågledare för respektive uppdelad signal, var och en ansluten mellan en respektive utmatningsport hos uppdelningsorganet och en respektive inmatningsport hos sammanförandeorganet, varvid fasstyrningsorganet är anordnat vid en av dessa vågledare. Med fördel är den uppfinningsenliga anordningen anordnad med huvudsakligen lika stort propageringsavstånd för de uppdelade signalerna.

Uppdelningsorganet och/eller sammanförandeorganet kan utgöras av en Bragg-gitterassisterad MMI-struktur (MMI, multimode interference) eller en Bragg-gitterassisterad, MMIMZI-struktur (MMIMZI, multimode interference gach-šehnder interferometer).

Uppdelningsorganet och sammanförandeorganet kan alternativt utgöras av samma struktur, varvid anordningen innefattar ett återkopplingsorgan för ledning av den ena av de två uppdelade signalerna från nämnda struktur, genom fasstyrningsorganet för fasstyrning och tillbaka till nämnda struktur.

Företrädesvis innefattar då nämnda struktur en kopplare ansluten till två Bragg-gitterförsedda vàgledare, där nämnda kopplare är anordnad för inkoppling av den våglängdsmultiplexerade, optiska signalen och utmatning av nämnda våglängdsmultiplexerade, optiska signal i de två Bragg-gitterförsedda vågledarna, Bragg- gittren är anordnade för uppdelning i signalen vid den förutbestämda våglängden och signalen innefattande huvudsakligen övriga våglängder i multiplexet genom reflektion av' den ena signalen och transmission av den andra signalen, .|,v: 10 15 20 25 30 n u ø n nu 518 532 5 nämnda återkopplingsorgan är anordnat för ledning av den transmitterade signalen från nämnda struktur, genom fasstyrningsorganet för fasstyrning och tillbaka till nämnda struktur, nämnda Bragg-gitter är ytterligare anordnade för sammanförande av de uppdelade signalerna genom transmission av den återkopplade, fasstyrda signalen, samt nämnda kopplare är ytterligare anordnad för inkoppling av den sammanförda vàglängdsmultiplexerade, våglängdsselektivt fasstyrda, optiska signalen och för utmatning av densamma vid anordningens utmatningsport. Återkopplingsorganet kan innefatta ytterligare en kopplare samt en vågledarslinga för ledning av den transmitterade signalen till genom fasstyrningsorganet för fasstyrning och tillbaka kopplaren, varvid den ytterligare kopplaren är anordnad för inkoppling av den genom Bragg-gittren transmitterade signalen, för utmatning av densamma i nämnda vågledarslinga, för inkoppling av den genom fasstyrningsorganet ledda, fasstyrda signalen samt för utmatning av densamma i nämnda Bragg- gitterförsedda vàgledare.

Samtliga kopplare utgörs företrädesvis av MMI- vågledarstrukturer, men kan alternativt utgöras av direktkopplare.

Alternativt, innefattar återkopplingsorganet del av de Bragg- gitterförsedda vàgledarna och ett reflektionsorgan för reflektion av den transmitterade signalen tillbaka i de Bragg- gitterförsedda vàgledarna. Härvid innefattar fasstyrningsorganet två fasstyrningselement lokaliserade i respektive förlängning av de Bragg-gitterförsedda vågledarna. Reflektionsorganet kan här utgöras av en struktur för totalreflektion eller av Bragg-gitter för reflektion av den transmitterade signalen.

I alternativa utföringsformer kan uppdelningsorganet och/eller sammanförandeorganet innefatta en optisk cirkulator eller en Y- kopplare. lO 15 20 25 30 u ; n o nu 518 532 6 Bragg-gittren i uppdelnings- och sammanförandeorganen kan antingen vara anordnade att reflektera signalen vid den förutbestämda våglängden eller att transmittera signalen vid den förutbestämda våglängden.

Easstyrningsorganet är med fördel anordnat för fasstyrning av signalen vid den förutbestämda våglängden.

Anordning kan vidare innefatta åtminstone ett fasmoduleringsorgan för våglängdsselektiv fasmodulering av den våglängdsmultiplexerade, optiska signalen.

Dessutom innefattar föreliggande uppfinning en väljare för dirigering av åtminstone en våglängdskanal innefattad i en våglängdsmultiplexerad, flerkanalig, optisk signal, innefattande åtminstone en anordning av ovan angivet slag och avstämd för nämnda våglängdskanal.

Företrädesvis innefattar väljaren en interferenskrets, särskilt en Mach-Zehnder-interferometerstruktur.

Det är ett vidare ändamål med uppfinningen att tillhandahålla åtminstone ett förfarande för våglängdsselektiv fasstyrning av en i en våglängdsmultiplexerad, optisk signal innefattad signal vid en förutbestämd våglängd.

Enligt en ytterligare aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls således ett förfarande innefattande det att den våglängdsmultiplexerade, optiska signalen mottages, att den mottagna våglängdsmultiplexerade, optiska signalen delas upp i signalen vid den förutbestämda våglängden och en signal innefattande huvudsakligen övriga våglängder i multiplexet, att åtminstone en av de två uppdelade signalerna fasstyrs, att uppdelade, fasavstämda signalen och den andra uppdelade signalen sammanföres för att erhålla en våglängdsmultiplexerad, våglängdsselektivt fasavstämd, optisk signal, samt att den våglängdsmultiplexerade, våglängdsselektivt fasavstämda, optiska signalen matas ut i en vågledare. 10 15 20 -.- w v ~ø- 25 >|.»a 30 518 532 7 Ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning framkommer i nedanstående beskrivning.

En fördel med föreliggande uppfinning är att väljare med mycket flexibel funktionalitet erhålles då den implementeras medelst en eller flera uppfinningsenliga, våglängdsselektiva fasstyrningsanordningar.

Ytterligare en fördel med uppfinningen är att den sörjer för utmärkta möjligheter att konstruera väljare med förbättrade prestanda relativt kända väljare. Ännu en fördel med den uppfinningsenliga väljaren är att den i vissa avseenden uppvisar systemtolerantare egenskaper jämfört med känd teknik.

Ytterligare fördelar' med föreliggande uppfinning framkommer i nedanstående beskrivning FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, vilka enbart visas för att illustrera uppfinningen, och skall därför ej på något sätt begränsa densamma.

Fig. la illustrerar, schematiskt, en våglängdsselektiv fasavstämningsanordning enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. lb illustrerar, schematiskt, fasgången för nämnda fasavstämningsanordning och fig. lc illustrerar frekvensuppdelningen i en MMIMZI-struktur i nämnda fasavstämningsanordning.

Fig. 2a illustrerar, schematiskt, en våglängdsselektiv fasavstämningsanordning enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 2b illustrerar, schematiskt, fasgången för nämnda fasavstämningsanordning och fig. 2c illustrerar frekvensuppdelningen i. en MMIBg-struktur j_ nämnda fasavstämningsanordning. :noll 10 15 20 25 30 ooo ooo o o oo oo oo of oo o o o o o o o o o o o o o o o o oo o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o oo o o uoo ooo o o o v o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o oo oo oo o on ooo Fig. 3a illustrerar, schematiskt, en váglängdsselektiv fasavstämningsanordning enligt en tredje utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 3b illustrerar, schematiskt, fasgången för nämnda fasavstämningsanordning och fig. 3c illustrerar frekvensuppdelningen i ett fasskiftat Bragg-gitter i nämnda fasavstämningsanordning.

Fig. 4a illustrerar, schematiskt, en vàglängdsselektiv fasavstämningsanordning enligt en fjärde utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 4b illustrerar, schematiskt, fasgången för nämnda fasavstämningsanordning och fig. 4c illustrerar frekvensuppdelningen i ett fasskiftat Bragg-gitter i nämnda fasavstämningsanordning.

Fig. 5a illustrerar, schematiskt, en vàglängdsselektiv fasavstämningsanordning enligt en femte utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 5b illustrerar, schematiskt, fasgången för nämnda fasavstämningsanordning, och fig. 5c och 5d illustrerar frekvensuppdelningen i ett Bragg-gitter i nämnda fasavstämningsanordning.

Fig. 6a illustrerar, schematiskt, en vàglängdsselektiv fasavstämningsanordning enligt en sjätte utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 6b illustrerar, schematiskt, fasgàngen för nämnda fasavstämningsanordning och fig. 6c illustrerar frekvensuppdelningen i ett Bragg-gitter' i nämnda fasavstämningsanordning.

Fig. 7a illustrerar, schematiskt, en vàglängdsselektiv fasavstämningsanordning enligt en sjunde utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 7b illustrerar, schematiskt, fasgången för nämnda fasavstämningsanordning och fig. 7c illustrerar frekvensuppdelningen i ett Bragg-gitter i nämnda fasavstämningsanordning.

Fig. 8 illustrerar, schematiskt, en åttakanalig lx2-väljare enligt en åttonde utföringsform av föreliggande uppfinning 10 15 20 25 -.nun- u 518 532 9 innefattande åtta uppfinningsenliga våglängdsselektiva fasav- stämningsanordningar av typ A.

Fig. 9 illustrerar, schematiskt, en fyrkanalig 4x4-väljare enligt en nionde utföringsform av föreliggande uppfinning innefattande tolv uppfinningsenliga vàglängdsselektiva fasav- stämningsanordningar av typ A.

Fig. 10 illustrerar, schematiskt, en fyrkanalig lx2-väljare enligt en tionde utföringsform av föreliggande uppfinning innefattande åtta uppfinningsenliga våglängdsselektiva fasav- stämningsanordningar av typ B.

Fig. ll illustrerar, schematiskt, en fyrkanalig 4x4-väljare enligt en elfte utföringsform av föreliggande uppfinning innefattande tolv uppfinningsenliga vàglängdsselektiva fasav- stämningsanordningar av typ B.

Fig. 12 illustrerar, schematiskt, en vàglängdsselektiv fasavstämnings- och moduleringsanordning enligt en tolfte utföringsform av föreliggande uppfinning.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFommR I följande beskrivning, med. beskrivande och inte begränsande särskilda för att tillhandahålla Det skall avsikt, är specifika detaljer angivna, såsom tillämpningar, tekniker, förfaranden etc. en grundlig förståelse av föreliggande uppfinning. emellertid bli uppenbart för fackmannen inom området att uppfinningen kan utövas i andra utföringsformer som avviker från dessa specifika detaljer. I andra fall är detaljerade redogörelser för välkända förfaranden, protokoll, anordningar eller kretsar utelämnade för att inte fördunkla beskrivningen av föreliggande uppfinning med onödiga detaljer.

Föreliggande uppfinning innefattar en ny och uppfinningsenlig kombination av ett antal sedan tidigare kända komponentfunktioner såsom uppsplittring, filtrering, 10 15 20 25 30 0 Ett sammanförandeorgan, a u ø | nu 518 532 10 kombinering, reflektion och transmission av ljus, varvid olika komponenter utnyttjas i de olika utföringsformerna av uppfinningen.

Således utgör uppfinningen enligt en första aspekt en anordning, benämnd WSPTC (yavelength selective phase tuning circuit), för våglängdsselektiv fasstyrning av en i en våglängdsmultiplexerad, optisk signal innefattad signal vid en förutbestämd våglängd.

Följande delar innefattas i anordningen. 0 En inmatningsport för inmatning av den våglängds- multiplexerade, optiska signalen. 0 Ett uppdelningsorgan för uppdelning av den inmatade vàglängdsmultiplexerade, optiska signalen i (1) signalen vid den förutbestämda våglängden (demultiplexerad våglängdskanal) och (2) en signal innefattande (det uppdelningsorgan utgörs av Bragg-gitterförsedda anordningar. övriga våglängder i multiplexet resterande multiplexet). Typiska 0 Ett fasstyrningselement för fasstyrning av en av de två uppdelade signalerna. Företrädesvis fasstyrs den demultiplexerade våglängdskanalen, men även det resulterande multiplexet, eller alternativt båda signalerna, kan fasstyras. för sammanförande av den uppdelade, fasavstämda signalen och den andra uppdelade att signalen (möjligen även den fasstyrd) för erhålla en våglängdsmultiplexerad, våglängdsselektivt fasavstämd, optisk signal. Typiska sammanförandeorgan utgörs också av Bragg- gitterförsedda anordningar. att färdas Företrädesvis är de två uppdelade signalerna anordnade exakt lika lång sträcka mellan uppdelnings- och sammanförandeorganet, men sträckorna kan givetvis vara olika, vilket beskrivs närmare nedan. 10 15 20 518 532 ll 0 En utmatningsport för utmatning av den våglängds- multiplexerade, våglängdsselektivt fasavstämda, optiska signalen.

Funktionaliteten hos föreliggande uppfinning Hßjliggör således att fasen hos en våglängdskanal kan påverkas utan att fasen hos de andra omkringliggande kanalerna påverkas. Två olika funktionstyper kan identifieras.

Den första typen, benämnd typ A, är föredragen. Den har en fasgång med ett litet variabelt steg för den våglängd som ska fasstyras. Vad som är viktigt är att fasgången för f ~ f) har samma lutning som fasgången för f'# f} har, dvs. d<1>(f~fi>zd<1> df if Där dflf) är fasgången, dvs. fasen hos ljuset som funktion av frekvensen f, och fi är frekvensen som motsvarar den förutbestämda våglängden, dvs. den demultiplexerade vàglängdskanalen. Denna typ är speciellt lämplig för realisering av lx2- och 2x2-väljare (WSS, yavelength selective switch) eftersom endast en WSPTC erfordras för varje kanal.

Den andra typen, benämnd typ B, har en fasgång med ett relativt stort fassteg för den våglängd som. ska fasstyras. En del av detta steg är variabelt (ofta en liten del), vilket medför att våglängden kan fasstyras. För fasgången gäller d<1>id<1> df df skall konstrueras av denna typ av anordning erfordras företrädesvis en (WSPTC) Om en väljare av Mach-Zehndertyp (beskriven närmare nedan) anordning för varje kanal och för varje Mach-Zehnderarm, dvs. för lx2- och 2x2-väljare dubbelt så många som erfordras av typ A. 10 15 20 25 - a ø n nu 518 532 12 Vissa anordningar av normalt typ B kan emellertid konstrueras så (t.ex. med chirpade Bragg-gitter) att de uppfyller kriteriet enligt typ A.

Den vàglängdsselektiva fasavstämningsanordningen kan implementeras, såsom kommer beskrivas i de olika utföringsformerna av uppfinningen, bl.a. genom att utnyttja följande grundkomponenter: 0 En MMI-vågledar- eller kopplarstruktur (MMI, multimode- interference) används för uppsplittring av' ljus. Teori för detta återfinns t.ex. i L.B. Soldano och E.C.M. Pennings, Optical Rmlti-Mbde Interference Devices Based on Self- Imaging: Principles and Application, J. Lightwave Technol., vol. l3(4), sidorna 615-627, 1995, samt i referenser däri.

MMI-uppsplittring av ljus ger en multipel avbildning av den inkommande intensitetsdistributionen. breddförhållande MMI-strukturens längd/- bestämmer antalet avbildningar, vilka inbördes har en viss fasrelation, som beror på vilken accessvågledare som exciterar ljuset. 0 Ett Bragg-gitter används for filtrering av ljus. Här utnyttjas två typer av Bragg-gitter: 1. En struktur som reflekterar ett smalt spektralt band ( en vàglängdskanal) medan övriga delar av spektrat (övriga kanaler) transmitteras genom Bragg-gittret relativt ostört. Filterprofilen kan moduleras medelst gittrets styrka, längd och variabla periodicitet, så kallat chirp. 2. En struktur som transmitterar ett smalt band (en vàglängdskanal) medan övriga delar av spektrat (övriga kanaler) reflekteras av Bragg-gittret. Detta åstadkommes genom att implementera ett fasskift i gittret.

En utförligare beskrivning av Bragg-gitter för våglängdsdemultiplexering återfinns bl.a. i G.P.

Agrawal och 10 15 20 25 30 - - a o oo 518 532 13 S. Radic, Phase-shifted Fiber Gratings and their Application for Wavelength Demultiplexing, IEEE Photon. Tech. Lett., vol. 6(8), sidorna 995-997, augusti 1994. 0 En MMIBg-struktur (MMIBg, ëragg grating-assisted multimode interference) åstadkommer i princip en funktionalitet för fast add/drop-multiplexering. Teori för detta återfinns i T.

Bragg grating assisted MMI-coupler for add-drop 16(8), Augustsson, Lightwave Technol., vol. sidorna En MMIBg-struktur eller multiplexing, J. 1517-1522, 1998. exempel på ett element med vars hjälp den våglängdsselektiva -kopplare är ett se en närmare beskrivning nedan vikt fasavstämningen kan utföras, för att Det är av stor detta under hänvisning till fig. 2. uppfinningens realiserbarhet att element går framställa med plan vågledarteknologi utan behov av trimning, vilket torde vara fullt möjligt med MMIBg-strukturen. 0 Ett fasstyrningselement är ett element sonl behövs för att aktivt påverka (styra) ljusets fas. Det finns flera olika typer av fasstyrningselement. Grundläggande för dessa är att den optiska väglängden påverkas genom en yttre pålagd signal (spänning, ström, etc). Det troligen för detta ändamål bästa sättet att påverka (styra) fasen är att använda ett termo- optiskt element, dvs påverka brytningsindex (och därmed optisk väglängd) i vågledaren medelst temperatur, åtminstone Vissa vågledare går också att att ett elektriskt fält för materialsystemet SiO2/Si. påverka på liknande sätt genom appliceras över vågledaren, dvs. påverka brytningsindex elektro-optiskt.

Med hänvisning nu till fig. 1-7 kommer sju olika utföringsformer av den uppfinningsenliga anordningen (WSPTC) för våglängdsselektiv fasstyrning att närmare beskrivas. Av dessa är fig. 1-2, 3-7, de två första, visade i av typ A, medan de fem efterföljande, visade i fig. är av typ B. Några av dessa 10 15 20 25 30 518 5:2 14 senare går möjligen att modifiera till typ A (genom t.ex. chirpade Bragg-gitter).

Med hänvisning nu till fig. la, som schematiskt illustrerar en vàglängdsselektiv fasavstämningsanordning 10 enligt uppfinningen, ses att uppdelningsorganet utgörs av en s.k.

Bragg-gitterassisterad MMIMZI-struktur (MMIMZI, multimode interference gach-åehnder interferometer) 11 innefattande en första MMI-vågledare eller -kopplare 13 sammankopplad, med en andra MMI-vågledare 15 via två vågledare 17, 19, benämnda Mach- Zehndervågledare eller* Mach-Zehnderarmar, sonx är försedda med likadana Bragg-gitter 21, 23. MMI-vågledaren 13 har en inmatningsport 25 för inmatning av en i en vågledare 27, benämnd accessvàgledare, överförd våglängdsmultiplexerad, optisk signal samt två in/utmatningsportar 29, 31 för utmatning av den våglängdsmultiplexerade, optiska signalen i. de två vågledarna 17, 19 företrädesvis med lika stor intensitet i vardera vàgledare. Bragg-gittren är anordnade att reflektera en förutbestämd våglängdskanal, benämnd Åi eller ffi och transmittera övriga vàglängdskanaler. Således matas den reflekterade våglängdskanalen 'tillbaka in i. MMI-vàgledaren 13 och matas vidare ut via en utmatningsport 33 in i en vågledare 35, benämnd förbindningsvågledare, genom ett fasstyrningselement 37 för fasstyrning till sammanförandeorganet. De genom Bragg- gittren 21, 23 transmitterade våglängdskanalerna matas in till den andra MMI-vågledaren 15 via inmatningsportar 39, 41, för att matas ut i en förbindningsvågledare 43 via en utmatningsport 45.

Mach-Zehnderarmarna 17, 19 kan vara försedda med intrimnings- anordningar eller justeringselement 47, 49 för finjustering, särskilt för att kompensera för ofrånkomliga variationer i tillverkningsprocessen.

Sammanförandeorganet utgörs även det av en Bragg- gitterassisterad MMIMZI-struktur 51 innefattande en första MMI- vågledare 53 sammankopplad med en andra MMI-vågledare 55 medelst två Mach-Zehndervågledare 57, 59, som är försedda med likadana un 10 15 20 25 30 ø . n a on 518 532 šïï* 15 Bragg-gitter 61, 63. Den första MMI-vågledaren 53 har en inmatningsport 65 till vilken förbindningsvàgledaren 45 är ansluten. Följaktligen matas den i uppdelningsorganet 11 reflekterade samt medelst fasstyrningselementet 37 fasstyrda våglängdskanalen in genom port 65 för att matas ut i de två vàgledarna 57, 59, företrädesvis med lika stor intensitet i vardera vàgledare, via in/utmatningsportar 67, 69. 61, 63 är våglängdskanal och Bragg-gittren anordnade att reflektera samma förutbestämd transmittera övriga vàglängdskanaler.

Företrädesvis är samtliga Bragg-gitter 21, 23, 61, 63 likadana.

Vàglängdskanalen li matas således tillbaka i11 i MMI-vågledaren 53 och matas vidare ut via en utmatningsport 71 in i en vågledare 73.

Sammanförandeorganets andra MMI-vàgledare 55 är likaledes försedd med en inmatningsport 75, till vilken förbindnings- vågledaren 43, som överför övriga våglängdskanaler, är ansluten.

Således matas de övriga våglängdskanalerna in i MMI-vågledaren 55 för att matas ut i de två vågledarna 57, 59, företrädesvis intensitet i vardera med lika stor vågledare, via in/utmatningsportar 77, 79. Bragg-gittren 61, 63 transmitterar dessa våglängdskanaler, så att de företrädesvis överlagras, den reflekterade kanalen Åi. De övriga våglängdskanalerna matas sedan tillsammans med den förutbestämda våglängdskanalen Å, in genom portar 67 och 69 och ut i vàgledare 73 via utmatningsport 71. Även Mach-Zehnderarmarna 57, 59 kan vara försedda med intrimningsanordningar 81, 83 för finjustering.

Anordningen är företrädesvis reciprok i det att den fungerar på ett identiskt sätt om den våglängdsmultiplexerade, optiska signalen matas in vid port 71, varvid således den multiplexerade, vàglängdsselektivt fasavstämda, optiska signalen kopplas ut genom port 25. Anordningen är kapabel att simultant fungera för optiska signaler överförda i motsatta riktningar i 10 15 20 25 30 518 szz 16 samma vågledare, i synnerhet om de i motsatta riktningar överförda signalerna utnyttjar olika, icke-överlappande våglängdsband eller -fönster.

Företrädesvis har förbindningsvågledarna 35 och 43 en sådan inbördes längdrelation att reflekterade och transmitterade signaler har lika lång optisk väglängd genom anordningen.

Fig. lb illustrerar schematiskt fasgången för fasavstämningsanordningen visad i fig. la. Genom att den fasstyrda våglängdskanalen respektive de övriga våglängdskanalerna propagerar samma avstånd genom, anordningen erhålls en helt linjär fasgång med ett litet variabelt steg för den våglängd Åi som ska fasstyras. Slutligen visar fig. lc MMIMZI-strukturernas ll, 51 frekvensuppdelning, dvs. transmissions- respektive reflektionskaraktäristikor T, R i decibel som funktion av våglängden i nanometer.

WSPTC-anordningen 10 av typ A torde uppvisa goda filterprestanda. En lång väg för alla kanaler genom anordningen kan emellertid förorsaka problem med förluster och instabilitet.

Alla utom den fasavstämda kanalen passerar genom. två Bragg- gittersektioner, vilket kan förorsaka problem. med förluster, särskilt för kortare våglängder i systemet. Intrimning för att såväl reflekterad som transmitterade kanalintensiteter ska fokuseras korrekt i MMI-vågledarna kan behövas. Detta skulle kunna vara svårt att realisera i stora och komplexa konfigurationer.

Med hänvisning närmast till fig. 2a, som schematiskt illustrerar en våglängdsselektiv fasavstämningsanordning 100 enligt en andra utföringsfonn av uppfinningen, ses att uppdelningsorganet och sammanförandeorganet, båda utgörs av s.k. MMIBg-strukturer lOl, 103. Dessa strukturer har en funktionalitet som i föreliggande sammanhang är identisk med de Bragg-gitterassisterade MMIMZI- Således innefattar MMIBg- strukturerna 11, 51 i fig. la. strukturen 101 en inmatningsport 105 och två utmatningsportar 10 15 20 25 30 518 552 17 107, 109 och MMIBg-strukturen 103 innefattar två inmatningsportar 111, 113 och en utmatningsport 115. En förbindningsvågledare 117, vid vilken ett fasstyrningselement 119 är anordnat, är ansluten mellan portarna 107 och 111 och en förbindningsvågledare 121 är ansluten mellan portarna 109 och 113. via en I MMIBg-strukturen 101 En våglängdsmultiplexerad, optisk signal matas accessvågledare 123 in genom port 105. delas denna signal upp i en signal vid en förutbestämd våglängd li (demultiplexerad våglängdskanal) för utmatning via port 107 och en signal innefattande övriga våglängder i multiplexet (övriga våglängdskanaler) för utmatning via port 109. Signalen vid den förutbestämda våglängden överförs från port 107 via vågledare 117 och förbi fasstyrningselementet 119 för fasstyrning till MMIBg-strukturen 103 genom port 111. Signalen innefattande övriga våglängder i multiplexet överförs från port 109 via vågledare 121 till MMIBg-strukturen 103 genom port 113.

MMIBg-strukturen 103 sammanför de uppdelade signalerna och matar ut en våglängdsselektivt fasstyrd, optisk signal i en vågledare 125 via utmatningsport 115.

Fig. 2b illustrerar schematiskt fasgången för fasavstämningsanordningen visad i fig. 2a. En helt linjär fasgång med ett litet variabelt steg för den våglängd Åi som ska 103 respektive fasstyras erhålls. Fig. 2c visar MMIBg-strukturernas 101, transmissions- decibel frekvensuppdelning, dvs. reflektionskaraktäristikor T, R i som funktion av våglängden i nanometer.

WSPTC-anordningen 100 är av typ A och erfordrar ej trimning. Den har, liksom anordningen i fig. la, en lång väg för alla kanaler genom anordningen, vilket kan ge problem med förluster och instabilitet. Alla utom den avstämda kanalen passerar två Bragg- gittersektioner, vilket också kan ge problem med förluster, i synnerhet för kortare våglängder. Anordningen har sämre . . nu. avv- 10 15 20 25 30 518 532 18 filterprestanda (fig. 2c), vilket kan vara en begränsande faktor då tätt packade kanaler ska hanteras. Vidare är MMIBg-principen främst avsedd för lågkontrast-vågledare, medan det kompletta dirigeringskonceptet beskrivet nedan främst är lämpligt för högkontrastvàgledare. som schematiskt illustrerar 200 tredje utföringsform av uppfinningen, ses att uppdelningsorganet Med hänvisning närmast till fig. 3a, en vàglängdsselektiv fasavstämningsanordning enligt en och sammanförandeorganet båda utgörs av en och samma struktur 201, identisk med strukturen 11 eller 51 visad i fig. 1 förutom att som, är en Bragg-gitterassisterad MMIMZI-struktur, t.ex.

Bragg-gittret är fasskiftat, dvs. har omvända transmissions- och Strukturen innefattar en första MMI- 205 två reflektionskaraktäristikor. 203 medelst en Mach-Zehndervågledarstruktur sammankopplad med en andra MMI-vågledare 207 vågledare med Bragg-gitter och eventuellt trimningselement. vågledare innefattande MMI-vàgledaren 203 har en inmatningsport 209 för inmatning av en 211, utmatningsport Överförd våglängdsmultiplexerad, 213 till Den med fasskiftade Bragg-gitter 207 är att i en accessvågledare optisk signal samt en vilken en vågledare 215 är ansluten. försedda Mach-Zehndervàgledarstrukturen anordnad transmittera en våglängdskanal Äi och reflektera övriga våglängdskanaler. Den andra MMI-strukturen 205, som är anordnad att mottaga den transmitterade våglängdskanalen, innefattar två 217, 219, förbindningsvågledare 223, vid vilken. ett fasstyrningselement 221 är in/utmatnings-portar vilka är förbundna med en anordnat. Den transmitterade våglängdskanalen matas härvid ut genom endera av in/utmatningsportarna 217, 219 genom vågledarslingan 223, säg 217, varvid fasen kan avstämmas medelst och tillbaka till MMI-strukturen 205 217, säg 219. kanalen matas sedan ut till Mach-Zehndervågledarstrukturen 207 att fasstyrningselementet 221, via den andra av portarna 219, Den fasstyrda och transmitteras genom densamma för överlagras eller multiplexeras med de reflekterade våglängdskanalerna, varefter ;|n-n 10 15 20 25 30 518 532 19 den således våglängdsselektivt fasstyrda, optiska signalen matas genom MMI-strukturen 203 och kopplas ut i vågledaren 215 via port 213.

Fig. 3b illustrerar schematiskt fasgången för fasavstämningsanordningen visad i fig. 3a. En linjär fasgång med ett relativt stort steg för den våglängd Åi som ska fasstyras erhålls. En liten del av detta steg är variabelt, vilket medför att våglängdskanalen kan fasavstämmas. Fig. 3c visar transmissions- decibel våglängden i nanometer, för de fasskiftade Bragg-gittren i Mach- frekvensuppdelning, dvs. respektive reflektionskaraktäristikor T, R i som funktion av Zehndervågledarstrukturen 207.

Anordningen är av typ B. En fördel med denna tredje utföringsform är att alla utom den fasavstämda kanalen går kort väg genom anordningen. Goda filterprestanda kan vara svårt att realisera. Intrimning för att såväl reflekterad som transmitterad effekt ska fokuseras rätt i anordningen kan behövas, vilket kan. vara svårt att implementera i stora och komplexa konfigurationer. Anordningens konfiguration ställer höga krav pà de fasskiftade Bragg-gittren, vilket medför att det torde erfordras möjligheter att utforma starka Bragg-gitter för systembandbredd. att kunna hantera stor Möjligen kan gittren förses med någon typ av chirp.

Med hänvisning nu till fig. 4a beskrivs en våglängdsselektiv fasavstämningsanordning 300 enligt en fjärde utföringsform av vari uppdelningsorganet och sammanförandeorganet 301 en MMI- vågledare 303 kopplad till ett med fasskiftade Bragg-gitter och 305. MMI- 307 anslutning till vågledare 309 och en utmatningsport 311 för 313. försett med. fasstyrningselement 315, uppfinningen, utgörs av en och samma struktur innefattande möjligen intrimningselement försett vågledarpar vågledaren innefattar vidare en inmatningsport för Vågledarparet 305 är vidare 317, bortonm Bragg-gittren sett från MMI-vågledaren 303, anslutning till vågledare ett för respektive vågledare, n>ana 10 15 20 25 30 518 532 20 samt med en spegel 319 eller annan totalreflektionsstruktur vid vågledarparets bortre ände, fortfarande sett från MMI-vågledaren 303.

MMI-vågledaren 303 är anordnad för inmatning av en våglängdsmultiplexerad, optisk signal via port 307 och för utmatning av signalen i Mach-Zehndervågledarparet 305. Det med fasskiftade Bragg-gitter försedda vågledarparet 305 är anordnat reflektera 315, 317, att transmittera en våglängdskanal Åi och övriga våglängdskanaler. Fasstyrningselementen som företrädesvis är identiska, är anordnade för avstämning av fasen hos den transmitterade signalen. Spegeln 319 är anordnad för reflektion av den transmitterade signalen tillbaka mot Bragg- gittren och MMI-vågledaren 303, varvid den fasstyrda kanalen transmitteras genom Bragg-gittren och överlagras eller multiplexeras med de reflekterade våglängdskanalerna. Slutligen matas den erhållna våglängdsselektivt fasstyrda, optiska signalen genom MMI-strukturen 303 och kopplas ut i vågledaren 313 via port 311.

Fig. 4b illustrerar schematiskt fasgången för fasavstämningsanordningen visad i fig. 4a. En linjär fasgång med ett steg för den våglängd Äi som ska fasstyras erhålls (vilket dock är mindre än det erhållet med anordningen illustrerad i fig. 3a), av vilket en del är variabelt, vilket medför att våglängdskanalen kan fasavstämmas. Fig. 4c visar de fasskiftade Bragg-gittrens frekvensuppdelning, dvs. transmissions- respektive reflektionskaraktäristikor T, R i decibel som funktion av våglängden i nanometer.

En fördel med denna typ B-anordning är att alla utom den avstämda kanalen går kort väg genom kretsen. Goda Intrimning av den att filterprestanda kan vara svårt att realisera. utföras balansera 317. kan 315, vilket kan vara svårt att åstadkomma i avstämda kanalen genom fasstyrningselementen Intrimning av reflekterade kanaler kan behövas, »nazn 10 15 20 25 30 518 532 " 21 stora och komplexa konfigurationer. Samma krav ställs på Bragg- gittren som i föregående utföringsform. Implementering av totalreflektions-strukturen kan vara svårt att realisera.

Fig. 5a visar en våglängdsselektiv fasavstämningsanordning 400 enligt en femte utföringsform av uppfinningen, som är identisk med den fjärde utföringsformen förutom att spegeln 319 är ersatt av Bragg-gitter 419 anordnade att reflektera den avstämda signalen. Övriga komponenter har samma hänvisningsbeteckningar och identisk funktion med de i fig. 4a visade.

Fig. 5b illustrerar schematiskt fasgángen för fasavstämningsanordningen visad i fig. 5a. En linjär fasgång med ett steg för den våglängd Å, soul ska fasstyras erhålls, av vilket en del är variabelt, vilket medför att vàglängdskanalen 419 respektive kan fasavstämmas. Fig. 5c visar Bragg-gittren transmissions- decibel frekvensuppdelning, dvs. som funktion av 305 fasskiftade Bragg-gittrens frekvensuppdelning är identisk med reflektionskaraktäristikor T, R i våglängden i nanometer. De i vågledarparet ingående den visad i fig. 4c.

Denna anordning ställer något lägre krav på de fasskiftade Bragg-gittren jämfört med anordningarna visade i fig. 3a och 4a.

Filterprestandan blir troligen betydligt bättre.

Fig. 6a visar en våglängdsselektiv fasavstämningsanordning 500 enligt en sjätte utföringsform av uppfinningen, som är identisk med den fjärde utföringsformen förutom att spegeln 319 är ersatt 419 att signalen och att vågledarparets 305 fasskiftade Bragg-gitter är av Bragg-gitter anordnade reflektera den avstämda ersätta av Bragg-gitter av högpasstyp 503 respektive lågpasstyp 505 i respektive vàgledare, som. tillsammans är anordnade att transmittera en vàglängdskanal Åi och reflektera övriga våglängdskanaler. Övriga komponenter har samma hänvisnings- beteckningar och identisk funktion med de i fig. 4a visade. 1:11: 10 15 20 25 30 Fig. 6b illustrerar schematiskt fasgången för fasavstämningsanordningen visad i fig. 6a. En fasgång med ett steg för den våglängd Äi som ska fasstyras erhålls, av vilket en del är variabelt, vilket medför att våglängdskanalen kan fasavstämmas. Dessutom erhålls ett fast steg mellan kanalerna reflekterade av högpassgittret 503 och de reflekterade av lågpassgittret 505 förorsakat av de åtskilda fysiska lägena för respektive gitter. Fig. 6c visar frekvensuppdelning, dvs. transmissions- reflektionskaraktäristikor T, R i decibel gittren. Bragg-gittren av högpass- 503 respektive lågpasstyp 505 respektive som funktion av våglängden i nanometer, för Bragg- liknande dock kan vara av konventionell typ och uppvisa transmissions- respektive reflektionskaraktäristikor, skiftade i våglängd, nedåt respektive uppåt, och. med bredare reflektionsband.

Denna anordning ställer lägre krav på Bragg- gitterstrukturerna jämfört med anordningarna visade i Fig. 3a ,4a och 5a. Separat intrimning av kanalerna reflekterade av högpassgittret och lågpassgittret kan behövas för att ljuset ska fokuseras rätt i MMI-vågledaren 303.

Fig. 7a visar en våglängdsselektiv fasavstämningsanordning 600 enligt en sjätte utföringsform av uppfinningen, som är identisk med den tredje utföringsformen förutom avseende följande. Bragg- 207 reflekterar en Mach-Zehndervågledarstrukturen ersätts av 603 gittren i konventionella Bragg-gitter som våglängdskanal li och transmitterar övriga våglängdskanaler.

Således propagerar alla våglängdskanaler utom Äi genom MMI- vågledaren 205 samt den med ett fasstyrningselement 221 försedda vågledarslingan 223, varvid alla våglängdskanaler utom Åi fasavstäms. Den utmatade multiplexerade signalen vid port 213 innefattar våglängdskanaler av vilka alla utom Äi är fasavstämd.

Genom att anordna ytterligare ett fasstyrningselement 605 för .ua 10 15 20 25 30 518 552 23 fasstyrning av hela den multiplexerade signalen kan fasgången korrigeras så att en fasgång enligt fig. 7b erhålls.

Fig. 7b illustrerar således schematiskt fasgången för fasavstämningsanordningen visad i fig. 7a. En fasgång med ett steg för den våglängd Åi som ska fasstyras erhålls, av vilket en del är variabelt, vilket medför att våglängdskanalen kan fasavstämmas. Fig. 7c visar Bragg-gittrens 603 frekvensuppdelning, dvs. transmissions- respektive reflektionskaraktäristikor T, R i decibel som funktion av våglängden i nanometer.

Med denna typ B-anordning undviks det svårimplementerade, fasskiftade Bragg-gittret. En nackdel är emellertid att alla utom den avstämda kanalen går lång väg genom kretsen och passerar två Bragg-gittersektioner, vilket kan ge problem med förluster speciellt för kortare våglängder i systemet.

Intrimning kan behövas.

Anordningen för våglängdsselektiv fasstyrning torde även kunna och/eller cirkulator realiseras med uppdelningsorganet sammanförande- organet innefattande en optisk och/eller en Y- kopplare (ej visat i figurerna).

Våglängdsselektiv dirigering är möjlig att erhållas genom att utnyttja en eller flera våglängdsselektivt avstämbara anordningar, WSPTC:er, enligt någon av de sju första utföringsformerna av föreliggande uppfinning.

För att åstadkomma en våglängds selektiv väljare, WSS, baserad på sådana anordningar erfordras företrädesvis en interferenskrets. Speciellt lämplig torde en Mach-Zehnder interferometer (MZI).

En väljarstruktur för våglängdsselektiv dirigering enligt föreliggande uppfinning innefattar företrädesvis två kopplare sammankopplade med minst två vågledare, benämnda Mach- Zehndervågledare eller Mach-Zehnderarmar, försedda med en eller -..- -. 10 15 20 25 30 518 532 24 flera av ovan beskrivna, våglängdsselektivt avstämbara anordningar. Den ena kopplaren är anordnad att koppla in inkommande optiska signaler till vågledarna och den andra kopplaren är anordnad att koppla ut de optiska signalerna från väljaren i beroende av de optiska signalernas respektive faser avstäms medelst de en eller flera som våglängdsselektivt avstämbara anordningarna.

Fig. 8-ll visas således fyra olika MZI/WSPTC-konfigurationer, av vilka fig. 8 och 9 visar konfigurationer där WSPTC:er av typ A används och fig. 10 och 11 visar konfigurationer där WSPTC:er av typ B används. Notera att WSPTC är förkortat till PC i fig. 8- 11.

Med hänvisning nu till fig. 8 beskrivs en åttakanalig 1x2- väljare 610 av Mach-Zehndertyp enligt en åttonde utföringsform av föreliggande uppfinning innefattande åtta uppfinningsenliga, våglängdsselektiva fasavstämningsanordningar 611-618 av typ A.

Väljaren innefattar en första MMI-vågledare 620 försedd med en inmatningsport 622 för inmatning av en multiplexerad signal och 628 och en andra MMI-vågledare 630 632, 634 utmatningsportar 636, 638. Två Mach-Zehndervågledare 640, 642 är två utmatningsportar 626, försedd med två inmatningsportar och två anslutna mellan den första MMI-vågledarens utmatningsportar 626, 628 och den andra MMI-vågledarens inmatningsportar 632, 634.

MMI-vågledarna är försedda med åtta våglängdsselektivt avstämbara anordningar, var och en anordnad för avstämning av en respektive våglängdskanal, Åh _", lg. I den visade utföringsformen är fyra anordningar anordnade i den övre Mach- Zehnderarmen 620 och fyra i den nedre Mach-Zehnderarmen 630, men inget hindrar att de anordnas på annat sätt, då det är fullt tillräckligt med en anordning i en arm för varje kanal.

För att ndnimera anordningens storlek anordnas företrädesvis fyra anordningar i varje arm.

Genom att stämma av (styra) fasen hos respektive kanal medelst anordningarna 611-618 kan MMI-vågledaren 630 anordnas (styras) . ~ -uu u-.a w-.- ..- 10 15 20 25 30 518 5 3 2 šïï* - ä? IÉ. 25 att koppla ut respektive vàglängdskanal antingen vid port 636 eller vid port 638. Således erhålls fullständigt individuell av de åtta våglängdskanalerna i den dirigering inkommande, multiplexerade signalen.

Med hänvisning närmast till fig. 9 beskrivs en fyrkanalig 4x4- 660 uppfinning en nionde tolv väljare enligt utföringsform av föreliggande som innefattar uppfinningsenliga våglängds- selektiva fasavtämningsanordningar av typ A.

Väljaren 660 innefattar en första MMI-vågledare 662 försedd med fyra inmatningsportar och fyra utmatningsportar och en andra MMI-vågledare 664, också den försedd med fyra inmatningsportar och fyra utmatningsportar. Mellan MMI-vågledarna är fyra 660 är avsedd för dirigering av fyra till den första MMI-vàgledarens parallella Mach-Zehnderarmar anordnade. Anordningen 662 inmatningsportar inkommande våglängdskanaler till de fyra utmatningsportarna vid den andra MMI-vågledaren 664. Varje Mach- Zehnderarm innefattar tre anordningar för avstämning av tre Således innefattar kanal 2, 3 anordningar för avstämning av kanal l, 3 och 4, anordningar för olika våglängdskanaler. armarna uppifrån räknat anordningar för avstämning av och 4, avstämning av kanal l, 2 och 4, samt anordningar för avstämning av kanal l, 2 och 3. Fasavstämningarna samt MMI-vågledaren 664 är anordnade så att fullständigt individuell dirigering av de fyra våglängdskanalerna erhålls.

Fig. 10 illustrerar, schematiskt, en fyrkanalig lx2-väljare 670 enligt en tionde utföringsfonn av föreliggande uppfinning som åtta uppfinningsenliga fasav- innefattar våglängdsselektiva stämningsanordningar av typ B.

Väljaren 670 innefattar en första MMI-vågledare 672 försedd med en inmatningsport och två utmatningsportar och en andra MMI- 674 försedd utmatningsportar. Mellan MMI-vågledarna är två parallella Mach- vågledare med tvâ inmatningsportar och två Zehnderarmar anordnade. Anordningen 670 är avsedd för dirigering 10 15 20 25 30 > a n ; .n 518 532 26 av fyra, multiplexerade, till den första MMI-vågledarens 672 inmatningsport inkommande vàglängdskanaler till de två utmatningsportarna vid den andra MMI-vågledaren 674. Varje Mach- Zehnderarm innefattar fyra anordningar för avstämning av respektive våglängdskanal. Fasavstämningarna samt MMI-vågledaren 674 är anordnade så att fullständigt individuell omkoppling av de fyra våglängdskanalerna erhålls. Eftersom anordningarna är av typ B krävs en anordning för varje kanal i varje arm.

Fig. ll illustrerar, schematiskt, en fyrkanalig 4x4-väljare 680 enligt en elfte utföringsfornl av föreliggande uppfinning som innefattar sexton uppfinningsenliga våglängdsselektiva fasav- stämningsanordningar av typ B. Väljaren har samma funktion som den i fig. 9 visade, men eftersom typ B-anordningar utnyttjas krävs fyra fler för korrekt funktion. 682 försedd med fyra inmatningsportar och fyra utmatningsportar och 684, försedd utmatningsportar.

Väljaren 680 innefattar således en första MMI-vågledare med Mellan en andra MMI-vågledare också fyra inmatningsportar och fyra MMI- vågledarna är fyra parallella Mach-Zehnderarmar anordnade.

Anordningen 680 är såsom i fallet med anordningen visad i fig. 9 avsedd för dirigering av fyra till den första MMI-vågledarens 682 inmatningsportar inkommande vàglängdskanaler till de fyra utmatningsportarna vid den andra MMI-vågledaren 684. Varje Mach- Zehnderarm innefattar här fyra anordningar för avstämning av de samt MMI- att fullständigt våglängdskanalerna. 684 är individuell dirigering av de fyra våglängdskanalerna erhålls. fyra olika Fasavstämningarna vàgledaren såsom ovan anordnade så I princip kan dessa väljarstrukturer utökas för att hantera N våglängder, där N kan väljas godtyckligt. Givetvis finns en praktisk gräns då alla vàglängdskanaler måste ligga inom MMI- bandbredd. skall desto större struktur erfordras, varvid även större vågledarnas Desto fler kanaler en väljare hantera, förluster erhålls. 0,14: 10 15 20 25 30 s 1 a 552 27 Fig. 12 visar en våglängdsselektiv och 700 uppfinningen, som är identisk med den femte utföringsformen av fasavstämnings- moduleringsanordning enligt en tolfte utföringsform av föreliggande uppfinning förutom i följande avseende. Mellan och fasstyrningselementen 315, 317 och Bragg-gittren 419 anordnade att reflektera den avstämda signalen, finns vid varje vågledare anordnat ett respektive intensitetsmoduleringselement 703, 705. Övriga komponenter har och samma hänvisningsbeteckningar med de i visade. 703, elektro-optisk MMIMZI-struktur identisk funktion fig. 5a Intensitetsmoduleringselementen 705 kan exempelvis implementeras som brytare, och en ett Var innefattande en med elektro-optiskt fasmoduleringselement.

Med denna konfiguration kan våglängdsselektiv rumskoppling och våglängdsselektiv modulation åstadkommas oberoende av varandra.

Självfallet kan vilket sonl helst av' utföringsformerna 1-7 av föreliggande liknande sätt för uppfinning modifieras på realisering av våglängdsselektiv modulation.

Genom att anordna en eller flera anordningar enligt den tolfte utföringsformen i en t.ex. 8-ll av väljare, enligt någon av utföringsformerna föreliggande uppfinning, erhålls fullständigt individuell dirigering såväl som modulering.

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen innefattas ett förfarande för att våglängdsselektivt fasstyra en våglängdskanal i en våglängdsmultiplexerad, optisk signal. Det innefattar allmänt att signalen mottages, och delas upp i nämnda våglängdskanal och en signal innefattande övriga våglängdskanaler i multiplexet, att åtminstone en av de två uppdelade signalerna fasstyrs, samt att den uppdelade, fasavstämda signalen och den andra uppdelade signalen sammanföres för att erhålla en våglängdsmultiplexerad, våglängdsselektivt fasavstämd, optisk signal. lans: 10 15 20 518 532 28 Förfarandet kan ytterligare innefatta valfria steg beskrivna ovan med hänvisning till de olika utföringsformerna.

Anordningar respektive väljare i enlighet med föreliggande uppfinning framställs integrerat på chip, företrädesvis med plana vågledarstrukturer och i något monolitiskt halvledarsystem eller dielektriskt vågledarsystem såsom kvarts på kisel. förbättrade Särskilt Fördelar med föreliggande uppfinning innefattar prestanda i åtminstone något avseende. sörjer föreliggande uppfinning för möjligheter till täta kanalavstånd, lägre förluster samt lägre överhörning. Dessutom kan komponenter baserade på föreliggande uppfinning framställas mycket kompakta, förutsatt att hög vàgledarkontrast kan åstadkommas.

Uppfinningen är företrädesvis avsedd att användas som våglängdsselektivt väljarelement. Uppfinningen är emellertid även lämplig för att åstadkomma avstämbar add/drop- multiplexering, avstämbara filter, avstämbar mux/demux- funktionalitet etc.

Uppfinningen är självfallet inte begränsad till de ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsformerna, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven. I synnerhet är uppfinningen uppenbart ej begränsad vad det avser materialval, dimensioner eller framställning av elektro- absorptionsmodulatorn.

Claims (34)

s 1 s 532 f* 29 PATENTKRAV

1. Anordning för váglängdsselektiv fasstyrning av en i en vàglängdsmultiplexerad, optisk signal innefattad signal vid en förutbestämd våglängd (Ål), k ä n n e t e c k n a d aV - en inmatningsport (25, 105, 209, 307) för inmatning av den vàglängdsmultiplexerade, optiska signalen, - ett uppdelningsorgan (11, 101, 201, 301) för uppdelning av den inmatade vàglängdsmultiplexerade, optiska signalen i signalen vid den förutbestämda våglängden (Äi) och en signal innefattande huvudsakligen övriga våglängder i multiplexet, för (37, 119, 221, 315, 317) fasstyrning av en av de tvâ uppdelade signalerna, - ett fasstyrningselement - ett sammanförandeorgan (51, 103, 201, 301) för sammanföran- de av den uppdelade, fasavstämda signalen och den andra uppdelade signalen för att erhålla en.väglängdsmultiplexerad, váglängdsselektivt fasavstämd, optisk signal samt - en utmatningsport (71, 115, 213, 311) för utmatning av den vàglängdsmultiplexerade, våglängdsselektivt fasavstämda, optiska signalen.

2. Anordning enligt krav 1, k å n n e t e c k n a d 121) för var och en ansluten mellan en a v att den innefattar en vàgledare (35, 43, 117, respektive uppdelad signal, respektive utmatningsport (33, 45, 107, 109) hos uppdelnings- 75, lll, 113) varvid fasstyrningsorganet (37, organet och en respektive inmatningsport (65, hos sammanförandeorganet, 119) är anordnat vid en av dessa vàgledare. k ä n n e t e c k n a d (25, 65, 75, 105, lll,

3. Anordning enligt krav 2, a v att samtliga inmatningsportar nu~ .- a o ø o oo 518 532 33.- ' .'50 113) och utmatningsportar (33, 45, 71, 107, 109, 115) är fysiskt separerade.

4. Anordning enligt krav 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a d att den är anordnad med huvudsakligen lika stort propageringsavstánd för de uppdelade signalerna. av

5. Anordning enligt något av kraven 2-4, k ä n n e - t e c k n a d a v att uppdelningsorganet innefattar en Bragg-gitterassisterad MMI-kopplare (101).

6. Anordning enligt något av kraven 2-4, k ä n n e - t e c k n a d a v att sammanförandeorganet innefattar en Bragg-gitterassisterad MMI-kopplare (103).

7. Anordning enligt något av kraven 2-4, k ä n n e - t e c k n a d (11) två av två Bragg-gitterförsedda vågledare (17, (13, 15) . innefattar 19) a v att uppdelningsorganet samman- koppalde kopplare

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att den ena kopplaren (13) är anordnad för inkoppling av den våglängdsmultiplexerade, optiska signalen och utmatning av nämnda våglängdsmultiplexerade, optiska signal i de två Bragg-gitterförsedda vågledarna (17, 19), Bragg-gittren (21, 23) är anordnade för uppdelning i signalen vid den förutbe- stämda våglängden (Äfl ligen övriga våglängder i multiplexet genom reflektion av den och signalen innefattande huvudsak- ena signalen och transmission av den andra signalen, den andra kopplaren (15) är anordnad för inkoppling av den genom Bragg-gittren transmitterade signalen och för utmatning av densamma i den till uppdelningsorganets ena utmatningsport (45) anslutna vågledaren (43) samt nämnda ena kopplare (13) år ytterligare anordnad för inkoppling av den mot Bragg- gittren (21, 23) reflekterade signalen och för utmatning av densamma i den till uppdelningsorganets andra utmatningsport (33) anslutna vågledaren (35). uno en 518 532 3!

9. Anordning enligt något av kraven 2-4, k ä n n e - t e c k n a d. a v att sammanförandeorganet (51) innefattar (57, 59) två av två Bragg-gitterförsedda vágledare samman- kopplade kopplare (53, 55). k ä n n e t e c k n a d

10. Anordning enligt krav 9, a v att sammanförandeorganets ena kopplare (53) är anordnad för inkoppling av den ena uppdelade signalen vid sammanföran- (65) sammanförandeorganets gitterförsedda vágledare (57, 59), andra kopplare (55) är anordnad för inkoppling av den andra uppdelade signalen vid sammanförandeorganets andra inmat- deorganets ena inmatningsport och utmatning av nämnda ena uppdelade signal i två Bragg- sammanförandeorganets ningsport (75) och utmatning av nämnda andra uppdelade signal i sammanförandeorganets två Bragg-gitterförsedda vágledare (57, 59), (61, 63) är anordnade för sammanförande av de uppdelade signalerna genom reflektion av den ena uppdelade signalen och transmission av sammanförandeorganets Bragg-gitter den andra uppdelade signalen samt nämnda ena kopplare (53) är ytterligare anordnad för inkoppling av den sammanförda våglängdsmultiplexerade, våglängdsselektivt fasstyrda, optiska signalen och för utmatning av densamma vid anord- ningens utmatningsport (73). Anordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - att uppdelningsorganet och/eller sam-

11. t e c k n a d manförandeorganet innefattar en optisk cirkulator. EV Anordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - a v att uppdelningsorganet och/eller sam-

12. t e c k n a d manförandeorganet innefattar en Y-kopplare.

13. Anordning enligt något av kraven 7-10, k å n n e - t e c k n a d a v att Bragg-gittren (21, 23, 61, 63) är anordnade att reflektera signalen vid den förutbestämda våglängden. 518 532 u. nu: 32

14. Anordning enligt något av kraven 7-10, k ä n n e - t e c k n a d a v att Bragg-gittren är anordnade att transmittera signalen vid den förutbestämda våglängden.

15. Anordning enligt något av kraven 7-10, k ä n n e - t e c k n a d a v att varje kopplare (13, 15, 53, 55, 203, 205, 303) utgörs av en MMI-vågledarstruktur.

16. Anordning enligt något av kraven 7-10, k ä n n e - t e c k n a d a v att varje kopplare (13, 15, 53, 55, 203, 205, 303) utgörs av en riktkopplare.

17. Anordning enligt något av kraven 1-12, k ä n n e - t e c k n a d a v att fasstyrningsorganet (37, 119, 221, 315, 317) är anordnat för fasstyrning av signalen vid den förutbestämda våglängden.

18. Anordning enligt något av kraven 1-12, k ä n n e - t e c k n a d a v att fasstyrningsorganet (221) är anordnat för fasstyrning av signalen innefattande huvudsakligen övriga våglängder i multiplexet.

19. Anordning enligt krav 18, k ä n n e t e c k n a d a v ytterligare ett fasstyrningsorgan (605) för fasstyrning av den sammanförda, våglängdsmultiplexerade, våglängds- selektivt fasavstämda, optiska signalen.

20. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att uppdelningsorganet och sammanförandeorganet utgörs av en och samma struktur (201, 301) samt att anordningen innefattar ett återkopplingsorgan (223, 305, 319, 419) för ledning av den ena av de två uppdelade signalerna från nämnda struktur genom fasstyrningsorganet (221, 315, 317) för fasstyrning och tillbaka till nämnda struktur. ., n a a . nu I s 1 s 552 - 33

21. Anordning enligt krav 20, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda struktur innefattar en kopplare (203, 303) ansluten till tvâ Bragg-gitterförsedda vägledare (207, 305).

22. Anordning enligt krav 21, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda kopplare (203, 303) är anordnad för inkopp- ling av den vàglängdsmultiplexerade, optiska signalen och utmatning av nämnda váglängdsmultiplexerade, optiska signal i de två Bragg-gitterförsedda vàgledarna (207, 305), Bragg- gittren är anordnade för uppdelning i signalen vid den förutbestämda våglängden (li) och signalen innefattande huvudsakligen övriga våglängder i multiplexet genom reflek- tion av den ena signalen och transmission av den andra signalen, nämnda återkopplingsorgan (223, 305) är anordnat för ledning av den transmitterade signalen från nämnda struktur genom fasstyrningsorganet (221, 315, 317) för fasstyrning och tillbaka till nämnda struktur, nämnda Bragg- gitter är ytterligare anordnade för sammanförande av de uppdelade signalerna genom transmission av den àterkopplade, fasstyrda signalen samt nämnda kopplare (203, š03) är ytterligare anordnad för inkoppling av den sammanförda vâglängdsmultiplexerade, váglängdsselektivt fasstyrda, optiska signalen och för utmatning av densamma vid anord- ningens utmatningsport (213, 311).

23. Anordning enligt krav 22, k å n n e t e c k n a d a v att áterkopplingsorganet innefattar ytterligare en kopplare (205) samt en vàgledarslinga (223) för ledning av den transmitterade signalen genom fasstyrningsorganet (221) för fasstyrning och tillbaka till den ytterligare kopplaren (205), varvid. den. ytterligare kopplaren är anordnad för inkoppling av den.genon1Bragg-gittren transmitterade signalen för utmatning av densamma i nämnda vàgledarslinga, för inkoppling av den genom fasstyrningsorganet ledda, fasstyrda signalen samt för utmatning av' densamma i nämnda. Bragg- gitterförsedda vàgledare (207). - a o o o n o o n ø a 1 o v o no 34

24. Anordning enligt krav 22, k ä n n e t e c k n a d a v att áterkopplingsorganet innefattar en förlängning av de Bragg-gitterförsedda vâgledarna (305) och ett reflektions- organ (319, 419) för reflektion av den transmitterade signalen tillbaka i de Bragg-gitterförsedda vâgledarna (305) samt att fasstyrningsorganet innefattar tvà fasstyrnings- element (315, 317) lokaliserade i respektive Bragg-gitterför- sedda vàgledare (305).

25. Anordning enligt krav 24, k å n n e t e c k n a d a v att reflektionsorganet innefattar en struktur (319) för totalreflektion av den transmitterade signalen.

26. Anordning enligt krav 24, k ä n n e t e c k n a d a v att reflektionsorganet innefattar Bragg-gitter (419) för reflektion av den transmitterade signalen.

27. Anordning enligt något av kraven 1-24, k ä n n e- t e c k n a d a v att varje fasstyrningsorgan (37, 119, 221, 315, 317, 605) utgörs av en termooptisk eller elektro- optisk anordning.

28. Anordning enligt något av kraven 1-27, k ä n n e- t e c k n a d a v att den innefattar åtminstone ett intensitetsmoduleringsorgan (703, 705) för vàglängdsselektiv fasmodulering av den våglångdsmultiplexerade, optiska signa- len.

29. Anordning enligt krav 28, k å n n e t e c k n a d a v att den innefattar ett intensitetsmoduleringsorgan (703, 705) för varje fasstyrningsorgan eller -element (315, 317) anordnat i serie med respektive fasstyrningsorgan eller - element (315, 317).

30. Anordning enligt krav 28 eller 29, k ä n n e - t e c k n a d a v att intensitetsmoduleringsorganet innefattar en elektrooptisk brytare. 518 532 '- 35

31. Väljare för dirigering av åtminstone en våglängds- kanal innefattad i en våglängdsmultiplexerad, flerkanalig, optisk signal, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar åtminstone en anordning (611-618) enligt något av kraven 1-30 avstämd för nämnda våglängdskanal.

32. Väljare enligt krav 31, k ä n n e t e c k n a d särskilt en 670, 680). a v att den innefattar en interferenskrets, Mach-Zehnderinterferometerstruktur (610, 660,

33. Väljare enligt krav 32, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar en första (620, 662, 672, 682) och en andra (630, 664, 674, 684) kopplingsanordning, företrädesvis MMI-vågledarstrukturer, sammankopplade med minst två Mach- (640, 642), vàgledaren är försedd med den åtminstone ena anordningen, och (630, 664, 674, 684) fattar åtminstone två utmatningsportar, varvid den första kopplingsanordningen (620, 662, 672, 682) koppla in den våglängdsmultiplexerade, flerkanaliga, optiska signalen och att mata ut densamma i Mach-Zehndervågledarna, Zehndervàgledare varav åtminstone den ena vilken andra kopplingsanordning inne- är anordnad att den åtminstone ena anordningen (611-618) är anordnad för av- stämning av den i den optiska signalen innefattade våglängds- kanalen och den andra kopplingsanordningen (630, 664, 674, 684) att mottaga nämnda våglängdsselektivt fasavstämda, är anordnad otiska signalen och mata ut den optiska våg- längdskanalen vid endera av dess utmatningsportar (636, 638) i beroende av vàglängdskanalens fas.

34. Förfarande för våglängdsselektiv fasstyrning av en i en våglängdsmultiplexerad, optisk signal innefattad signal vid en förutbestämd våglängd (li), k ä n n e t e c k n a d a v följande steg: - mottagning av den våglängdsmultiplexerade, optiska signa- len, o oo oo no onoo o o oo o o oo o v oo I o oooo - uppdelning av den inmatade váglångdsmultiplexerade, optiska signalen i signalen vid den förutbestämda våglängden (li) och en signal innefattande huvudsakligen Övriga våglängder i multiplexet, - fasstyrning av en av de tvâ uppdelade signalerna, - sammanförande av den uppdelade, fasavstämda signalen och den andra uppdelade signalen för att erhålla en vàglângds- multiplexerad, vàglängdsselektivt fasavstämd, optisk signal, S amt - utmatning av den vâglångdsmultiplexerade, vàglängdsselek- tivt fasavstämda, optiska signalen. o oo ao e o o a: o o o o o o lol oo